2071年、ハロウィンを目前にした火星のクレーター都市アルバシティー。その高速道路でタンクローリーが突如爆発炎上した。事故発生現場周辺に居合わせた人々は原因不明の症状を訴えて次々と倒れていき、事件の死傷者は400人を上まわる大惨事になった。苦しみながら次々と死んでいく被害者を見た警察は、正体不明の生物兵器を使用したテロの可能性を示唆する。火星政府はこれを受け、犯人に史上最高の3億ウーロンという巨額の懸賞金をかけることを発表した。別件で盗難カードの使用情報からハッカー、リー・サムソンを追っていたフェイが偶然この事件に出くわして現場を撮影すると、そこには手の甲に入れ墨がある男が映っていた。3億ウーロンを手に入れるため、「ビバップ」の乗組員たちはその男を探し始める。
時は2071年。宇宙開拓時代を迎えた人類は太陽系内に生活圏を広げており、悪化する治安への対策として、指名手配犯を捕まえる賞金稼ぎ、いわゆる「カウボーイ」たちが活躍している。カウボーイ稼業を営むスパイク・スピーゲルと相棒のジェット・ブラックは、古い漁船を改造したオンボロ宇宙船「ビバップ号」に乗り込んで宇宙を駆け巡っている。大物の賞金首を捕まえることもある一方、その荒っぽいやり方に巻き込んだ一般市民からの損害賠償請求も多い彼らに金銭的余裕はない。そんなビパップ号に奔放な美女フェイ・ヴァレンタイン、天才ハッカーのエド、犬のアインが転がり込む。おのおの何かしらの事情を抱えながらも、一同はビパップ号で緩やかな絆を育み、行く先々で様々な騒動に巻き込まれる。
アメリカではビデオとDVDが先行発売され、2001年9月1日からアニメ専門局カートゥーンネットワークのアダルトスイム枠で全米放送（TV-14：14歳以上限定）され人気を博した。ただしこの放送では血糊、女性の裸体描写などが修正されている他、アメリカ放送コードの関係や同時多発テロの影響から、初回のみ#6（コロンバイン高校銃乱射事件を連想させるため）、#8（ハイジャック）、#22（ビル爆破）は放送されていない（直後の再放送では放映）。
オープニング・エンディング曲と作中のBGMは一部を除いて全て菅野よう子が作曲しており、菅野ら国内外の音楽家が参加した「シートベルツ (THE SEATBELTS) 」が演奏した。エンディング曲以外にも、ボーカル曲が多用されている。サントラ第一弾は第13回日本ゴールドディスク大賞「アニメーション・アルバム・オブ・ザ・イヤー」を受賞した。また、1999年（平成11年）8月16日に渋谷ON AIR EAST、2001年（平成13年）8月10日にはSHIBUYA-AXでシートベルツのライブが開催され、どちらもチケットが即日完売した。主題歌のTank!は、2016年のカナダフィギュアスケート選手権において、カナダの男子シングル選手ケヴィン・レイノルズのショートプログラムに使用された（衣装はスパイク・スピーゲル）。
大半のものが早く廃車あるいは改造されたため、保存機は少なく、京都鉄道博物館（旧・梅小路蒸気機関車館）に保存されているD50 140と、北海道北見市の三治公園に保存されているD50 25の2両のみである。動態保存機はない。D50 140は、2006年、「梅小路の蒸気機関車群と関連施設」として、準鉄道記念物に指定された。
日本が清や中華民国との契約を元に建設、南満州鉄道の委託経営で運営されていた吉長鉄路と吉敦鉄路では、1923年からD50形の設計を基に標準軌化した500形テンダー機関車16両を川崎造船所（製造番号970, 971, 1140 - 1147）と汽車製造（製造番号965 - 970）に発注した。500形の外形はD50形に近いものであったが、軌間や車両限界の違いもあってボイラー中心高など各部の寸法が一部異なっており、給水暖め器の有無などの差異があった。吉長鉄路と吉敦鉄路は1931年の合併を経て1933年（昭和8年）には満州国有鉄道京図線の一部となり、吉長・吉敦鉄路時代は501 - 516の番号が与えられていた500形は6540 - 6555に改番、1938年（昭和13年）に満鉄社線・満州国鉄線・華北交通で行われた形式称号改正ではミカナ形とされたが、戦後の消息は不明である。
ミッキー・トーマスがツアーに再び出られるようになるところまで回復した時点で、アルバムの販促のためにバンドは再びツアーに出た。解雇されたボールドウィンに代わり、ケニー・ステイリポラスがツアーメンバーとしてドラムを演奏。さらに、グレイスが辞めた後、二人の女性バックヴォーカル、クリスティーナ・マリー・サクストンとメリッサ・ケアリーが加わった。1990年にカニバルズ・ツアーが終わった後、最後まで残っていたジェファーソン・スターシップのオリジナルメンバーであるチャキーソが辞めることになった。トーマスは、この3枚目のアルバムの売れ行きがかなり悪かったことについて、ツアー中断したことが主な原因だと考えている。彼によれば、このアルバムは個人的に最も好きな作品だという。翌1991年の初頭、RCAレコードから『グレイテスト・ヒッツ10年の軌跡1979-1991』が発売される。このベスト・アルバムには2曲の新曲が含まれており、1曲はトーマスとチャキーソが前に出て演奏しているもので、もう1曲ではトーマスだけが目立つ内容となっていた。ベスト・アルバム発表後しばらくの間は、トーマスがスターシップを続けていくものと見られていたが、しかしマネージャーのビル・トンプソンはバンドを解散することを決め、RCAレコードにバンドがその活動を終了することを告げた。